Optimization of Culture Conditions for the [+]-Eudesmin Production in Magnolia Sieboldii Cells

함박꽃나무의 현탁배양세포로부터 [+]-Eudesmin의 생산을 위한 최적화

In order to product the furofuranoid lignans, (+)-eudesmin which is one of the secondary products from Magnolia sieboldii. through cell suspension cultures; various culture media, initial sucrose concentration, elicitations, shaking speeds, and inoculum sizes. Among the culture media tested, MS medium had a pronounced effect on suspension cell growth and (+)-eudesmin contents. The maximum dry cell weight (DCW) of 3.71 g per flask was obtained at inoculum size of 0.5 g and in MS medium supplemented with $3\%$ sucrose plus 0.5 mg/L 2,4-D after 8 weeks. (+)-Eudesmin biosynthesis was stimulated with high initial sucrose concentration ,and the maximum (+)-eudesmin production of $3.2{\mu}g/g$ DCW was achieved at 200mg/L chitosan and $5\%$ initial medium sucrose. The optimal shaking speeds for dry biomass accumulation and (+)-eudesmin contents was 130 rpm. This work is considered to be helpful for large-scale bioprocessing of Magnolia sieboldii suspension cell cultures in bioreactor.

목련과 수종인 함박꽃나무의 현탁배양세포로부터 생리활성을 갖는 리그난화합물인 (+)-eudesmin을 효율적으로 생산하기 위한 연구로써 플라스크배양 단계에서의 다양한 배양조건들 즉, 배지, 초기 당농도, 교반속도, 초기 접종농도, 그리고 elicitation 효과를 확인하고자 하였다. MS배지를 포함한 4종의 배지에서는 물질의 생산성과 생중량 모두에서 MS배지가 적합한 것으로 나타났다. 130 rpm으로 교반되는 항온배양기에서 $3\%$ sucrose와 0.5 mg/L 2,4-D가 첨가된 MS배지에 0.5 mg (DCW)의 농도로 세포를 접종한 실험구에서 8주 후 플라스크 당 3.71 g (DCW)의 생중량을 얻었으며, 지표물질인 (+)-eudesmin의 함량은 $5\%$ sucrose와 200 mg/L chitosan 처리구에서 $3.2{\mu}g/g$ (DCW)으로 대조구에 비해 1.7배의 증가를 나타내었다. 이와 같은 연구결과는 생물반응기를 이용한 목련과 수종에서의 유용물질 생산 연구에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.